作为桩工机械中的重要施工设备,长螺旋钻机以其独特的优势在市场上拥有着可观的占有率。目前国内液压长螺旋钻机存在以下问题：钻进过程土力学的研究不够充分,传统的人工送钻方式施工效率低下。针对以上问题本文进行了以下研究：首先,以现有相关研究为基础,依托McKyes-Ali土壤破坏模型研究了钻头三维掘削条件下的力学行为,依据Merritt-Mair土壤螺旋输送模型研究了钻杆输送挤压密实状态土壤的力学行为。其后,通过对土力学和长螺旋钻进过程特性研究,得出结论：对于装备了恒功率变量泵供油液压动力头的长螺旋钻机,当钻进过程中的动力头扭矩达到允许的最大扭矩时,通过控制送钻速度,使动力头扭矩始终保持在允许最大扭矩,可实现钻进速度最大化,据此提出了自动送钻控制系统方案。其次,设计研究了ZLB30-Y110液压长螺旋钻机的比例泵控绞车自动送钻机械系统,并对其进行了数学建模和仿真研究,得到了系统开环控制时的响应品质,提出了采用闭环控制的必要性。再次,针对已建立的自动送钻机械系统,制定了实现钻速最大化的自动送钻控制的内环PID控制算法和外环模糊控制算法,并利用Matlab/Simulink对整个自动送钻系统进行了仿真研究,得到了适合本自动送钻系统的控制参数,并获得了良好的控制品质。最后,文章通过大量实验验证了钻具的土力学理论研究及自动送钻的控制效果。